DE102018117244B3 - Method for determining a rough path from a predetermined contour - Google Patents
Method for determining a rough path from a predetermined contour Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018117244B3 DE102018117244B3 DE102018117244.3A DE102018117244A DE102018117244B3 DE 102018117244 B3 DE102018117244 B3 DE 102018117244B3 DE 102018117244 A DE102018117244 A DE 102018117244A DE 102018117244 B3 DE102018117244 B3 DE 102018117244B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- contour
- node
- determined
- index value
- respective output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/408—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by data handling or data format, e.g. reading, buffering or conversion of data
- G05B19/4086—Coordinate conversions; Other special calculations
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/41—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by interpolation, e.g. the computation of intermediate points between programmed end points to define the path to be followed and the rate of travel along that path
- G05B19/4103—Digital interpolation
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34098—Slope fitting, fairing contour, curve fitting, transition
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/34—Director, elements to supervisory
- G05B2219/34156—Slope control, delta x, y proportional to x, y
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/42—Servomotor, servo controller kind till VSS
- G05B2219/42209—Two slides, fine and quick, coarse and slow, piggyback, multirate positioner
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49284—Two cascaded slides, large range sits on small range, piggyback
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Grobbahn aus einer vorgegebenen Kontur für ein Ansteuern einer Bearbeitungsmaschine, welche zumindest zwei zueinander redundante Antriebsvorrichtungen zum Ausführen sich überlagernder Bewegungen aufweist, wobei die Kontur durch eine Konturfunktion bestimmt ist, welche abschnittsweise zumindest durch aufsteigend indizierte Konturknotenpunkte P0 bis Pn+1 und den Konturknotenpunkten P0 bis Pn+1 zugeordnete Konturabschnittsfunktionen p0 - pn definiert ist und einen Konturstartknotenpunkt P0 aufweist, wobei die Grobbahn durch eine Grobbahnfunktion bestimmt ist, welche abschnittsweise zumindest durch aufsteigend indizierte Grobbahnknotenpunkte Q0 bis Qn+1 definiert ist und einen Grobbahnstartknotenpunkt Q0 aufweist, wobei Grobbahnstartknotenpunkt Q0 gleich dem Konturstartknotenpunkt P0 gesetzt wird und nachfolgend
- in einem ersten Iterationsschritt aus den Konturknotenpunkten Pj bis Pn+1, deren Indexwert k gleich oder höher wie der Indexwert j des jeweiligen Ausgangsgrobbahnknotenpunkts Qj ist, derjenige Konturknotenpunkt Pk mit kleinstmöglichen Indexwert k ermittelt wird, dessen Abstand von dem Ausgangsgrobbahnknotenpunkt Qj gerade noch eine vorgegebene Abstandsbedingung erfüllt, und
- in einem zweiten Iterationsschritt ein auf den jeweiligen Ausgangsgrobbahnknotenpunkt Qj folgender jeweiliger Folgegrobbahnknotenpunkt Qj+1 ermittelt wird, der auf einer Verbindungslinie zwischen Qj uund Pk liegt, oder zwischen Qj und einem Schwerpunkt der Abschnittskontur Pj zu Pk liegt.
The invention relates to a method for determining a rough path from a predetermined contour for driving a processing machine, which has at least two mutually redundant drive devices for performing superimposed movements, wherein the contour is determined by a contour function, which sections at least by ascending indicated contour nodes P 0 to P n + 1 and the contour intersections P 0 to P n + 1 associated contour section functions p 0 - p n is defined and having a contour start node P 0, where the rough trajectory is determined by a rough trajectory function, which at least in sections by ascending indexed rough trajectory nodes Q 0 to Q n + 1 and has a Grobbahnstartknotenpunkt Q 0 , Grobbahnstartknotenpunkt Q 0 is set equal to the Konturstartknotenpunkt P 0 and below
in a first iteration step from the contour nodes P j to P n + 1 whose index value k is equal to or higher than the index value j of the respective output co-ordinate node Q j , that contour node P k with the smallest possible index value k is determined whose distance from the output co-ordinate node Q j just fulfilled a predetermined distance condition, and
- in a second iteration step, a j on the respective output rough trajectory node Q following respective sequence rough trajectory node Q j + is determined 1, which lies on a connecting line between Q j aand P k, or between Q j and a focus of the section contour P j P k.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Grobbahn aus einer vorgegebenen Kontur für ein Ansteuern einer Bearbeitungsmaschine, welche zumindest zwei zueinander redundante Antriebsvorrichtungen zum Ausführen sich überlagernder Bewegungen aufweist.The present invention relates to a method for determining a rough path from a predetermined contour for driving a processing machine, which has at least two mutually redundant drive devices for carrying out superimposed movements.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Derartige Bearbeitungsmaschinen werden beispielsweise beim Fräsen, Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder Gravieren von Holz-, Metall- oder Kunststoffwerkstücken oder als Zeichenmaschinen (Plotter) eingesetzt, um Werkstücke oder Zeichenlinien mit einer vorgegebenen zwei- oder dreidimensionalen Kontur herstellen zu können. Mithilfe der Antriebsvorrichtungen kann ein feststehendes oder auch ein bewegtes, insbesondere ein rotierendes Werkzeug entlang der vorgegebenen Kontur bewegt werden, so dass das Werkstück nach vollendeter Bearbeitung eine gewünschte Endkontur aufweist.Such processing machines are used for example in milling, laser cutting, water jet cutting or engraving of wood, metal or plastic workpieces or as drawing machines (plotters) to produce workpieces or character lines with a given two- or three-dimensional contour can. By means of the drive devices, a stationary or also a moving, in particular a rotating tool can be moved along the predetermined contour so that the workpiece has a desired final contour after completion of the machining.
Je nach Verlauf der gewünschten Endkontur muss das Werkzeug oftmals innerhalb kurzer Zeit längere Wegstrecken zurücklegen und ist dadurch auch starken Beschleunigungs- und/oder Verzögerungskräften ausgesetzt. Bearbeitungsmaschinen, die lediglich eine einzige Antriebsvorrichtung für jede gewünschte Bewegungsrichtung des Werkzeugs aufweisen, gelangen hier schnell an ihre Leistungsgrenzen. Um die Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsgrenzen der Antriebsvorrichtung einzuhalten, muss oftmals die Bearbeitungsgeschwindigkeit unter ein akzeptables Maß gesenkt werden.Depending on the course of the desired final contour, the tool often has to travel longer distances within a short time and is therefore exposed to strong acceleration and / or deceleration forces. Processing machines, which have only a single drive device for each desired direction of movement of the tool, get here quickly to their performance limits. In order to meet the speed and / or acceleration limits of the drive device, often the machining speed must be reduced below an acceptable level.
Um dies zu vermeiden, werden sogenannte redundante Antriebsvorrichtungen für jede Bewegungsrichtung der Bearbeitungsmaschine eingesetzt. Hierfür ist zum einen ein niederdynamischer Antrieb vorgesehen, welcher relativ große Verfahrwege zurücklegen kann, aufgrund einer höheren Masse jedoch nur eine geringe Bewegungsdynamik aufweist. Zusätzlich ist ein zweiter, hochdynamischer Antrieb vorgesehen, welcher einerseits mittels des niederdynamischen Antriebs verfahren werden kann, und welcher andererseits in der Lage ist, das Werkzeug mit hoher Geschwindigkeit und hoher Beschleunigung bzw. Verzögerung zu verfahren, wobei jedoch der maximale Verfahrweg der hochdynamischen Antriebsvorrichtung in der Regel beschränkt ist.To avoid this, so-called redundant drive devices are used for each direction of movement of the processing machine. For this purpose, on the one hand, a low-dynamic drive is provided, which can travel relatively long travels, but due to a higher mass, however, has only a small dynamic movement. In addition, a second, highly dynamic drive is provided, which can be moved on the one hand by means of the low-dynamic drive, and on the other hand is able to move the tool with high speed and high acceleration or deceleration, however, the maximum travel of the highly dynamic drive device in the rule is limited.
Um eine solche Bearbeitungsmaschine mit redundanten Antriebsvorrichtungen für eine jeweilige Bewegungsrichtung ansteuern zu können, ist es üblich, die Kontur, mit welcher das Werkstück bearbeitet werden soll, in eine Grobbahn und eine Feinbahn aufzuteilen. Der niederdynamische Antrieb wird hierbei mit den Daten der Grobbahn angesteuert, während gleichzeitig der hochdynamische Antrieb mit den Daten der Feinbahn angesteuert wird.In order to be able to control such a processing machine with redundant drive devices for a respective movement direction, it is customary to divide the contour with which the workpiece is to be processed into a coarse track and a fine track. The low-dynamic drive is controlled with the data of the coarse track, while at the same time the highly dynamic drive with the data of the fine web is controlled.
Eine solche Aufteilung der Kontur in eine Grobbahn und eine Feinbahn und eine entsprechende Ansteuerung der Bearbeitungsmaschine ist grundsätzlich bekannt und ist beispielsweise in
Ein weiteres Ermittlungsverfahren für eine lagegeführt abzufahrende Grobbahn ist in
Mit anderen Worten wird in
In der Dissertation „Steuerung von Werkzeugmaschinen mit redundanten Achsen“ des Herren Marco Bock aus dem Fachbereich Mathematik und Informatik, Physik, Geographie der Justus-Liebig-Universität Gießen, vorgelegt im August 2010 (http://geb.unigiessen.de/geb/volltexte/2011/7970/pdf/BockMarco_2010_11_19.pdf) sind verschiedene weitere Verfahren zur Ermittlung einer Grobbahn aus einer vorgegebenen Kontur für die Ansteuerung einer Bearbeitungsmaschine beschrieben.In the dissertation "control of machine tools with redundant axes" of Messrs. Marco Bock from the Department of Mathematics and Computer Science, Physics, Geography of Justus Liebig University Giessen, submitted in August 2010 (http://geb.unigiessen.de/geb/ volltexte / 2011/7970 / pdf / BockMarco_2010_11_19.pdf) various other methods for determining a rough path from a given contour for the control of a processing machine are described.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel können zur Ermittlung der Grobfunktion zunächst erste charakteristische Zwischenvektoren mit Kontrollpunkten einer Spline-Darstellung der Anfangsbahn ermittelt werden. Darauf aufbauend können zweite charakteristische Zwischenvektoren aus den ersten charakteristischen Zwischenvektoren der Spline-Darstellung ermittelt werden, die Kontrollpunkte enthalten und die eine zweite Zwischenbahn definieren. Die Kontrollpunkte können durch eine gewichtete oder ungewichtete Mittelwertbildung von je zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Zwischenvektoren der ersten Sequenz ermittelt werden. Darauf aufbauend können in entsprechender Weise dritte Zwischenvektoren berechnet werden. Nach dieser zweimaligen Bestimmung der Zwischenbahn muss nun ermittelt werden, ob ein geometrischer Abstand der Zwischenbahn als Grobfunktion von der Anfangsbahn unterhalb der vorgegebenen Schranke entlang des Bahnparameters liegt. Dazu können vereinfacht die Spline-Vektoren der Anfangsbahn mit den Spline-Vektoren der Zwischenbahn der Grobfunktion verglichen werden, wobei der Maximalwert dieser Abstände eine obere Abstandsgrenze ergibt, der wiederum mit der Schranke auf einer Einhaltung des vorgegebenen Kriteriums verglichen werden kann.According to a first exemplary embodiment, to determine the coarse function, first characteristic intermediate vectors with control points of a spline representation of the initial trajectory can first be determined. Based on this, second characteristic intermediate vectors can be determined from the first characteristic intermediate vectors of the spline representation which contain control points and which define a second intermediate path. The control points can be determined by a weighted or unweighted averaging of two immediately consecutive intermediate vectors of the first sequence. Based on this, third intermediate vectors can be calculated in a corresponding manner. After this two-time determination of the intermediate path, it now has to be determined whether a geometric distance of the intermediate path as coarse function from the initial path lies below the predetermined barrier along the path parameter. For this purpose, the spline vectors of the initial trajectory can be compared with the spline vectors of the intermediate trajectory of the coarse function in a simplified manner, wherein the maximum value of these distances results in an upper distance limit, which in turn can be compared with the barrier on compliance with the predetermined criterion.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel können ausgehend von einer Spline-Darstellung der Anfangsfunktion für eine Vielzahl von Skalarwerten des Bahnparameters jeweilige Bahnpositionen auf der Anfangsbahn ermittelt werden. Aus diesen Wertepaaren wird eine erste Zwischenbahn durch die vorgenannte Abtastung definiert. Eine zweite Zwischenbahn der Grobfunktion innerhalb des Intervalls des skalaren Bahnparameters durch gewichtete oder ungewichtete Mittelwertbildung der Positionen auf der ersten Zwischenbahn bestimmt werden. Die zweite Zwischenbahn kann hinsichtlich einer Einhaltung der Schranke mit der Anfangsbahn oder mit der ersten abgetasteten Zwischenbahn unter Berücksichtigung einer Hilfsschranke verglichen werden.In a second exemplary embodiment, based on a spline representation of the initial function for a multiplicity of scalar values of the path parameter, respective path positions on the initial trajectory can be determined. From these pairs of values, a first intermediate path is defined by the aforesaid scanning. A second intermediate trajectory of the coarse function within the interval of the scalar trajectory parameter may be determined by weighted or unweighted averaging of the positions on the first intermediate trajectory. The second intermediate web can be compared with respect to compliance with the barrier with the initial web or with the first scanned intermediate web, taking into account an auxiliary barrier.
Abhängig von der vorgegebenen Kontur kann der Fall eintreten, dass die bekannten Bahnzerlegungsverfahren keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern können. Unter Umständen können die bekannten Verfahren sehr rechenintensiv sein und eine entsprechend lange Rechenzeit benötigen. Auch ist es denkbar, dass die aus der Bahnzerlegung resultierende Bearbeitungszeit nicht den physikalischen Möglichkeiten der Bearbeitungsmaschine entspricht und somit verlängert ist.Depending on the given contour, it may be the case that the known path separation methods can not provide satisfactory results. Under certain circumstances, the known methods can be very compute-intensive and require a correspondingly long computing time. It is also conceivable that the processing time resulting from the web decomposition does not correspond to the physical possibilities of the processing machine and is therefore prolonged.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches gegenüber bekannten Verfahren verbessert ist.It is therefore an object of the invention to provide a method of the type mentioned, which is improved over known methods.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by a method having the features of
Es wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Grobbahn aus einer vorgegebenen Kontur für ein Ansteuern einer Bearbeitungsmaschine vorgeschlagen, welche zumindest zwei zueinander redundante Antriebsvorrichtungen zum Ausführen sich überlagernder Bewegungen aufweist, wobei die Kontur durch eine Konturfunktion bestimmt ist, welche abschnittsweise zumindest durch aufsteigend indizierte Konturknotenpunkte
- - in einem ersten Iterationsschritt aus den Konturknotenpunkten
Pj bisPn+1 , deren Indexwert k gleich oder höher wie der Indexwert j des jeweiligen AusgangsgrobbahnknotenpunktsQj ist, derjenige KonturknotenpunktPk mit kleinstmöglichem Indexwert k ermittelt wird, dessen Abstand von dem AusgangsgrobbahnknotenpunktQj gerade noch eine vorgegebene Abstandsbedingung erfüllt, und - - in einem zweiten Iterationsschritt ein auf den jeweiligen Ausgangsgrobbahnknotenpunkt
Qj folgender jeweiliger FolgegrobbahnknotenpunktQj+1 ermittelt wird, der auf einer Verbindungslinie zwischen dem jeweiligen AusgangsgrobbahnknotenpunktQj und dem im ersten Iterationsschritt ermittelten KonturknotenpunktPk liegt, oder auf einer Verbindungslinie zwischen dem jeweiligen AusgangsgrobbahnknotenpunktQj und einem Schwerpunkt der Abschnittskontur zwischenPj zuPk liegt, und dessen Abstand von dem AusgangsgrobbahnknotenpunktQj dem mit einem Faktor gewichteten Abstand des im ersten Iterationsabschnitt ermittelten KonturknotenpunktsPk von dem AusgangsgrobbahnknotenpunktQj entspricht, wobei sich der Faktor ergibt aus dem Quotienten aus der Bahnlängesj derjenigen Konturabschnittsfunktionpj , deren Indexwert j gleich dem Indexwert j des jeweiligen AusgangsgrobbahnknotenpunktsQj ist, und der Summe der Bahnlängensj bissk-1 der Konturabschnittsfunktionenpj bispk-1 zwischen dem KonturknotenpunktPj , dessen Indexwert j gleich dem Indexwert j des jeweiligen Ausgangsgrobbahnknotenpunkts Q j ist und dem im ersten Iterationsschritt ermittelten KonturknotenpunktPk .
- in a first iteration step from the contour nodes
P j toP n + 1 whose index value k is equal to or higher than the index value j of the respective output link nodeQj is that contour nodeP k is determined with the smallest possible index value k whose distance from the output co-ordinate nodeQ j just a predetermined distance condition met, and - - In a second iteration step on the respective output co-ordinate node
Qj the following respective sequence co-ordinate nodeQj + 1 is determined on a connecting line between the respective Output coarse rail hubQj and the contour node determined in the first iteration stepP k is located, or on a connecting line between the respective AusgangsgrobbahnknotenpunktQj and a focus of section contour betweenP j toP k is located, and its distance from the AusgangsgrobbahnknotenpunktQj the factor-weighted distance of the contour node determined in the first iteration sectionP k from the exit coaster junctionQj corresponds, wherein the factor results from the quotient of the track lengths j that contour section functionpj , whose index value j is equal to the index value j of the respective output co-ordinate nodeQj is, and the sum of the track lengthss j tos k-1 the contour section functionspj top k-1 between the contour nodeP j whose index value j is equal to the index value j of the respective output co-ordinate node Q j and the contour node determined in the first iteration stepP k ,
Das vorgeschlagene Verfahren ist sehr einfach aufgebaut und liefert bereits nach einem ersten Durchgang ein endgültiges Ergebnis für die Grobbahn. Mehrfache Wiederholungen der Berechnungen sind nicht erforderlich. Eine Umrechnung oder Umparametrierung der Kontur oder Ausgangsbahn in eine von einem skalaren Bahnparameter abhängige Form ist ebenfalls nicht erforderlich, wodurch gegenüber bekannten Lösungen bereits zu Beginn Rechenzeit eingespart werden kann.The proposed method is very simple and delivers a final result for the coarse track already after a first pass. Multiple repetitions of the calculations are not required. A conversion or reparameterization of the contour or output path in a dependent of a scalar orbital shape form is also not required, which compared to known solutions can be saved already at the beginning of computer time.
Dem Verfahren liegt der überraschend einfache Gedanke zugrunde, ausgehend von einem Anfangspunkt der ursprünglichen Kontur die Grobbahn iterativ, d. h. Knotenpunkt für Knotenpunkt, zu konstruieren. Ausgehend von dem Startknotenpunkt der Kontur bzw. einem in einer vorhergehenden Iteration berechneten Grobbahnknotenpunkt
Ausgehend von dem Ausgangsgrobbahnknotenpunkt
Wenn dieser Konturknotenpunkt
Alternativ kann die gedachte Linie auch von dem Ausgangsgrobbahnknotenpunkt
Insofern kann ausgehend vom Ausgangsgrobbahnknotenpunkt
Der zur eindeutigen Definition des Folgegrobbahnknotenpunkts
Der auf diese Weise ermittelte Folgegrobbahnknotenpunkt
Im Unterschied zum Stand der Technik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Tiefpassfilterung durch eine gewichtete oder ungewichtete Mittelwertbildung von einzelnen Werten vorgenommen. Zudem ist eine Überprüfung, ob der Abstand der Grobbahn von der Kontur unabhängig von einem Wert eines skalaren Bahnparameters stets unterhalb einer vorbestimmten Schranke liegt, nicht vorgesehen und auch nicht erforderlich, da bereits die Auswahl der Folgegrobbahnknotenpunkte bei jedem Iterationsschritt gewährleistet, dass der maximale Verfahrweg der hochdynamischen Antriebsvorrichtung nicht überschritten wird.In contrast to the prior art, in the method according to the invention, no low-pass filtering is performed by a weighted or unweighted averaging of individual values. In addition, a check as to whether the distance of the coarse track from the contour is always below a predetermined barrier independent of a value of a scalar path parameter is not provided and also not required, since the selection of the follower path nodes ensures that the maximum travel path of the highly dynamic drive device is not exceeded.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass die genannte Kontur, welche die Grundlage der erfindungsgemäßen Bahnzerlegung darstellt, nicht zwingend die Endkontur des zu bearbeitenden Werkstücks darstellen muss. Gegebenenfalls kann hier noch zusätzlich ein Materialabtrag berücksichtigt werden, der beispielsweise durch das Werkzeug verursacht ist. So kann beispielsweise bei der Verwendung eines Fräsers der Durchmesser des Fräskopfs berücksichtigt werden.It should be noted at this point that the aforementioned contour, which represents the basis of the web splitting according to the invention, does not necessarily have to represent the final contour of the workpiece to be machined. Optionally, here additionally a material removal can be taken into account, which is caused for example by the tool. For example, when using a milling cutter, the diameter of the milling head can be taken into account.
Vorteilhafterweise ist die Konturfunktion ein Spline, insbesondere ein Spline ersten, dritten oder fünften Grades. Derartige Beschreibungen werden üblicherweise zum Beispiel in CNC-Bearbeitungsverfahren benutzt, wobei in der Regel Kreise durch einen Spline fünften Grades beschrieben werden.Advantageously, the contour function is a spline, in particular a spline of the first, third or fifth degree. Such descriptions are commonly used, for example, in CNC machining methods, where circles are usually described by a fifth degree spline.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die vorgegebene Abstandsbedingung zumindest eine erste und eine zweite Abstandsteilbedingung, wobei der zu ermittelnde Konturknotenpunkt
Der vorbestimmte Grenzwert Δ orientiert sich, wie vorstehend bereits erwähnt, sinnvollerweise an dem Verfahrweg der hochdynamischen Antriebsvorrichtung. Während die erste Abstandsteilbedingung eine Schranke für die Bahnlängen der ursprünglichen Kontur definiert, definiert die zweite Abstandsteilbedingung anschaulich gesagt die Größe des jeweiligen Suchfensters.The predetermined limit value Δ, as already mentioned above, is expediently oriented on the travel path of the highly dynamic drive device. While the first pitch condition defines a bound for the path lengths of the original contour, the second pitch constraint vividly defines the size of the respective search window.
Regelmäßig wird für einen Verfahrensdurchlauf nur eine der beiden vorgenannten Bedingungen für alle Iterationsschritte einheitlich gewählt, wobei die Bedingung im Vorhinein ausgewählt oder anhand von Charakteristika der Kontur initial gewählt werden kann. Allerdings kann auch eine Kombination beider Bedingungen für einen Verfahrensablauf eingesetzt werden. Weiterhin ist denkbar, abschnittsweise die erste Bedingung und die zweite Bedingung einzusetzen Sofern die beiden Abstandsteilbedingungen unterschiedliche Konturknotenpunkte
Wenn im Falle der ersten Abstandsteilbedingung kein Punkt aufgefunden werden kann, welcher die Bedingung erfüllt, oder falls der aufgefundene Konturknotenpunkt den gleichen Indexwert j besitzt wie der Ausgangsgrobbahnknotenpunkt
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Grobbahnfunktion ferner durch jeweilige den Grobbahnknotenpunkten
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist es auch möglich, dass die Grobbahnfunktion ferner durch jeweilige den Grobbahnknotenpunkten
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung und der zugehörigen Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird diese Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the drawing and the associated description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider these features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Iteration eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln einer Grobbahn, und -
2 eine schematische Darstellung einer vorgegebenen Kontur und einer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelten zugehörigen Grobbahn.
-
1 a schematic representation of an iteration of a method according to the invention for determining a coarse track, and -
2 a schematic representation of a predetermined contour and a determined by means of the method according to the invention Grobbahn.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend beispielhaft anhand einer Bahnzerlegung einer zweidimensionalen Kontur beschrieben, die in einer Ebene (
Ein Konturabschnitt j ist durch einen Startpunkt oder Konturknotenpunkt
Somit ist die Kontur, für die eine Grobbahn ermittelt werden soll, durch eine Funktion (
Es wird angemerkt, dass anstelle einer Parametrisierung auf der Grundlage der Bahnlänge
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens soll nun eine geglättete Grobbahn (
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein iteratives Verfahren. Zu Beginn wird ein Grobbahnstartknotenpunkt
In einem ersten Schritt wird ein erster Konturknotenpunkt
Regelmäßig wird für einen Verfahrensdurchlauf nur einer der beiden Bedingungen
Falls für die Bedingung (
Das Ermitteln des Konturknotenpunkts
In einem zweiten Iterationsschritt wird mittels der Gleichung
Die gestrichelte Linie, welche den Ausgangsgrobbahnknotenpunkt
Anschließend wird die nächste Iteration j + 1 durchgeführt, wobei der Wert der in der Iteration j ermittelte Folgegrobbahnknotenpunkt
In
Die Ermittlung jeweiliger Folgegrobbahnknotenpunkte
Claims (6)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018117244.3A DE102018117244B3 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Method for determining a rough path from a predetermined contour |
PCT/EP2019/066604 WO2020015951A1 (en) | 2018-07-17 | 2019-06-24 | Method for determining a rough trajectory from a predetermined contour |
CN201980040831.2A CN112334847A (en) | 2018-07-17 | 2019-06-24 | Method for determining a rough trajectory from a given contour |
US17/260,447 US11507058B2 (en) | 2018-07-17 | 2019-06-24 | Method for ascertaining a rough trajectory from a specified contour |
EP19734333.8A EP3824360B1 (en) | 2018-07-17 | 2019-06-24 | Method for determining a rough trajectory from a predetermined contour |
JP2021524103A JP7149416B2 (en) | 2018-07-17 | 2019-06-24 | How to get a rough trajectory from a specific contour |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018117244.3A DE102018117244B3 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Method for determining a rough path from a predetermined contour |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018117244B3 true DE102018117244B3 (en) | 2019-10-31 |
Family
ID=67107412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018117244.3A Active DE102018117244B3 (en) | 2018-07-17 | 2018-07-17 | Method for determining a rough path from a predetermined contour |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11507058B2 (en) |
EP (1) | EP3824360B1 (en) |
JP (1) | JP7149416B2 (en) |
CN (1) | CN112334847A (en) |
DE (1) | DE102018117244B3 (en) |
WO (1) | WO2020015951A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3945381A1 (en) * | 2020-07-31 | 2022-02-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Production of surfaces determinable by means of cone segments using a machine tool |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0594699A1 (en) * | 1991-07-13 | 1994-05-04 | Andreas Ehlerding | Multiaxis cnc tool holder. |
DE10355614B4 (en) * | 2003-11-28 | 2006-11-23 | Siemens Ag | Device and method for movement distribution of a movement of a machine part along a drive axis of a tool or production machine |
EP1963935A1 (en) * | 2005-12-22 | 2008-09-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the determination of a rough trajectory to be followed in a positionally guided manner |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0052273A1 (en) * | 1980-11-06 | 1982-05-26 | Georg Fischer Aktiengesellschaft | Workpiece machining device |
DD221953A1 (en) * | 1984-03-15 | 1985-05-08 | Akad Wissenschaften Ddr | REGULATION METHOD AND ARRANGEMENT FOR CHECKING AND MACHINING CONTOURS |
CN85104927A (en) * | 1985-06-28 | 1987-01-07 | 电脑图像公司 | The method of the font data that the generation ratio is suitable |
EP0268491A3 (en) * | 1986-11-20 | 1988-08-03 | Unimation Inc. | Multiaxis robot having improved motion control |
US9008824B1 (en) * | 2004-01-09 | 2015-04-14 | John Bean Technologies Corporation | Method and system for portioning workpieces using reference shape as a directly controlled characteristic |
JP4189445B2 (en) * | 2004-12-22 | 2008-12-03 | 川崎重工業株式会社 | Robot control method and control apparatus |
DE102007021294B4 (en) * | 2007-05-07 | 2009-10-01 | P & L Gmbh & Co. Kg | Dynamically optimized machine tool with superimposed drive systems |
JP5202735B2 (en) * | 2009-06-03 | 2013-06-05 | 三菱電機株式会社 | Numerical controller |
JP2012061529A (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Asa Systems:Kk | Device for generating robot trajectory |
JP5326015B2 (en) * | 2012-02-20 | 2013-10-30 | ファナック株式会社 | Numerical control device with machining curve creation function |
DE102015000975A1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Liebherr-Verzahntechnik Gmbh | Method for producing a workpiece with corrected tooth geometry and / or modified surface structure |
CN105700466A (en) * | 2015-11-23 | 2016-06-22 | 上海交通大学 | Curvature fairing method for high-speed numerical control processing track |
JP6444923B2 (en) * | 2016-03-30 | 2018-12-26 | ファナック株式会社 | Numerical controller |
KR20190075096A (en) * | 2016-10-21 | 2019-06-28 | 트룸프 베르크초이그마쉬넨 게엠베하 + 코. 카게 | Manufacturing control based on internal personal tracking in the metalworking industry |
CN106647623B (en) * | 2016-12-22 | 2019-08-13 | 广州数控设备有限公司 | The smooth interpolating method of five-axle linkage that a kind of geometric accuracy and linking speed optimize |
CN106826829B (en) * | 2017-02-22 | 2019-05-03 | 武汉工程大学 | A kind of industrial robot fairing motion profile generation method of Controllable Error |
CN107450471B (en) * | 2017-08-31 | 2019-06-11 | 华中科技大学 | A method of cutter path parameter arc length is realized based on cubic PH curve interpolation |
JP6629808B2 (en) * | 2017-10-03 | 2020-01-15 | ファナック株式会社 | Numerical control unit |
-
2018
- 2018-07-17 DE DE102018117244.3A patent/DE102018117244B3/en active Active
-
2019
- 2019-06-24 EP EP19734333.8A patent/EP3824360B1/en active Active
- 2019-06-24 WO PCT/EP2019/066604 patent/WO2020015951A1/en unknown
- 2019-06-24 JP JP2021524103A patent/JP7149416B2/en active Active
- 2019-06-24 CN CN201980040831.2A patent/CN112334847A/en active Pending
- 2019-06-24 US US17/260,447 patent/US11507058B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0594699A1 (en) * | 1991-07-13 | 1994-05-04 | Andreas Ehlerding | Multiaxis cnc tool holder. |
DE10355614B4 (en) * | 2003-11-28 | 2006-11-23 | Siemens Ag | Device and method for movement distribution of a movement of a machine part along a drive axis of a tool or production machine |
EP1963935A1 (en) * | 2005-12-22 | 2008-09-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the determination of a rough trajectory to be followed in a positionally guided manner |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BOCK, MARCO: Steuerung von Werkzeugmaschinen mit redundanten Achsen . Dissertation. Gießen : Justus-Liebig-Universität , 2010. S.1-127. - ISBN - * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3824360A1 (en) | 2021-05-26 |
EP3824360B1 (en) | 2022-07-27 |
CN112334847A (en) | 2021-02-05 |
US20210271226A1 (en) | 2021-09-02 |
US11507058B2 (en) | 2022-11-22 |
JP7149416B2 (en) | 2022-10-06 |
WO2020015951A1 (en) | 2020-01-23 |
JP2021532507A (en) | 2021-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19725461B4 (en) | A method of creating separate points that define a cutter path, wherein a machining efficiency is increased by considering an ability of an individual machine | |
DE19618332A1 (en) | Spline interpolation function for numerical control | |
DE102005061570A1 (en) | Method for determining position-led approximate path to be traveled e.g. by processing machines and machine tools, involves using scalar path parameter in start function | |
DE102015120118B4 (en) | Machine tool with a tool path curve generating device | |
DE10357650B4 (en) | Method for smoothing polygons in NC programs | |
DE102017102750A1 (en) | Gear tooth profile simulation apparatus and method and cutting tool cutting surface simulation apparatus and method | |
DE102009038155A1 (en) | Servomotor controller for controlling servomotors in e.g. drill bit, has adjusting unit adjusting reverse correction amount based on selection of acceleration, and acceleration control instruction calculated by calculation unit | |
DE102018127821A1 (en) | Method for calculating optimized machine-readable cutting curves for a laser cutting device | |
DE102016012634B4 (en) | Numerical control with curvature and curvature change dependent speed control | |
EP4147102B1 (en) | Operation of a machine tool with at least two axes | |
DE102018117244B3 (en) | Method for determining a rough path from a predetermined contour | |
DE112019007889T5 (en) | MACHINING PROGRAM CONVERSION DEVICE, NUMERICAL CONTROL DEVICE AND MACHINING PROGRAM CONVERSION METHOD | |
DE102017200084A1 (en) | A method of providing a motion contour for a manipulator along predetermined landmarks | |
DE2103049C3 (en) | Device of a numerically controlled follow-up system | |
EP0962843B1 (en) | Method for non-linear display of tool paths of numerically controlled machine tool | |
DE112018007741T5 (en) | MACHINE LEARNING DEVICE, DEVICE FOR GENERATING PROGRAMS FOR NUMERICALLY CONTROLLED MACHINING AND MACHINE LEARNING PROCEDURES | |
EP3623887A1 (en) | Time-optimized guidance of movement between rail sections | |
DE4323572B4 (en) | Method for determining a tool path in an NC system | |
EP0417337B1 (en) | Method for running a digitally controlled machine tool or a robot | |
DE102014015278B4 (en) | Machining curve generation device and associated machining curve generation method | |
DE102018117245B3 (en) | Method for determining a rough path from a predetermined contour | |
EP0836128B1 (en) | Control method for motion operation in a numerically controlled industrial machining apparatus | |
WO2017045884A1 (en) | Method for providing a travel profile, control device, machine, and computer program | |
DE102004006164B4 (en) | Method for milling a groove on a cylinder jacket | |
DE19624614C2 (en) | Process for designing or adapting a fuzzy controller or a system of linked fuzzy controllers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: KEBA INDUSTRIAL AUTOMATION GERMANY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: LTI MOTION GMBH, 35633 LAHNAU, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: STUMPF PATENTANWAELTE PARTGMBB, DE |
|
R020 | Patent grant now final |